Question

【題目】電鍍是應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的方法。在鐵質鉚釘上鍍鎳(Ni)能防止鐵被腐蝕，如圖1。實驗室模擬鐵片鍍鎳，裝置如圖2。

(1)b極材料是__。

(2)電鍍液中含有NiSO4、NaCl和硼酸。

已知：NiSO4=Ni2++SO、Ni2++2H2ONi(OH)2+2H+

①a極的電極反應式是__。

②硼酸的作用是調節溶液的pH。pH較小時，a極易產生__氣體，使鍍層疏松多孔。pH較大時，a極會吸附__固體而使鍍層含有雜質。

(3)鐵質鉚釘上鍍鎳能防止鐵被腐蝕是因為鍍層使鐵與__等物質隔離。

Answer 1

【答案】鎳(Ni) Ni2++2e-=Ni 氫氣(H2) Ni(OH)2 O2和H2O

【解析】

電鍍是應用電解原理，與電源正極相連的為電解池陽極，與電源負極相連的為電解池陰極，根據圖示，a為電解池的陰極，b為電解池的陽極，在電鍍過程中，待鍍金屬作陰極，鍍層金屬作陽極，則在鐵片上鍍鎳時，鐵是待鍍金屬，為電解池陰極，則a電極材料為Fe，發生的電極反應為Ni2++2e-= Ni；鎳為鍍層金屬，為電解池陽極，b電極材料為Ni，發生的電極反應為Ni-2e-=Ni2+，據此分析解答。

(1)根據分析，b極材料是鎳(Ni)；

(2)①根據分析，a極的電極反應式是Ni2++2e-=Ni；

②由于鎳離子在溶液中發生水解反應：Ni2++2H2ONi(OH)2+2H+，硼酸的作用是調節溶液的pH，阻止鎳離子發生水解。若pH較小時，溶液中氫離子濃度增大，a極為陰極，電極上易發生反應：2H++2e-=H2↑，產生氫氣(H2)，使鍍層疏松多孔；pH較大時，電解質溶液中由于鎳離子水解生成Ni(OH)2，吸附在a極上而使鍍層含有雜質；

(3)鐵質鉚釘上鍍鎳能防止鐵被腐蝕是因為鍍層使鐵與O2和H2O等物質隔離，不易發生腐蝕。